Даследаванне адгезійных характарыстык цэментных матэрыялаў, армаваных базальтавым валакном, з BFRP-супрацьцягамі
Асноўныя фактары, якія ўплываюць на эфектыўнасць склейвання
- Аб'ём легіравання і даўжыня валакна
Аб'ёмнае легіраванне Базальт Каротка стрыжаная пража аказвае значны ўплыў на трываласць злучэння, і выпрабаванне паказвае, што аб'ёмнае легіраванне ў памеры 0,2% мае найлепшы ўплыў на павышэнне трываласці злучэння, а празмернае легіраванне можа прывесці да зніжэння прадукцыйнасці з-за агламерацыі валокнаў.
Даўжыня валокнаў (напрыклад, 6 мм і 18 мм) менш уплывае на трываласць злучэння, але карацейшыя валокны лягчэй дысперсійныя, што памяншае дэфекты на мяжы падзелу паверхняў.
- Клас трываласці перапрацаванага бетону
Павелічэнне класа трываласці перапрацаванага бетону (напрыклад, з C30 да C40) павялічвае трываласць счаплення паміж BАрмаванне FRP і падкладку, але павелічэнне абмежаванае, і паверхня мяккага адслойвання схільная да ломкага адслойвання, калі клас трываласці занадта высокі.
- Апрацоўка інтэрфейсу і злучальны агент
Пяскоструйная апрацоўка паверхні БФРП Армаванне можа павялічыць шурпатасць і палепшыць механічную сілу счаплення; даданне сіланавага злучнага агента можа аптымізаваць хімічную сувязь паміж валакном і смаляной матрыцай і паменшыць міжфазнае слізгаценне.
Выпрабаванні і механізмы адгезійных уласцівасцей
- Тэст на выцягванне па цэнтры
Крывая залежнасці счаплення ад слізгацення была вывучана з дапамогай выпрабавання на вырыванне, і было ўстаноўлена, што пашкоджаннем счаплення ў асноўным займалася вырыванне сухожылляў або раскол бетону. Даданне... базальтавыя валокны можа запаволіць далікатнае пашкоджанне бетону і палепшыць пластычнасць.
Тыповы дыяпазон трываласці злучэння складае 6-12 МПа, а канкрэтнае значэнне залежыць ад дазоўкі валакна, дыяметра арматуры (напрыклад, 16 мм) і працэсу апрацоўкі інтэрфейсу.
- Мадэль размеркавання напружання сувязі
Напружанне счаплення размеркавана нелінейна ўздоўж даўжыні арматуры, а пікавае напружанне сканцэнтравана на канцы нагрузкі. Тэарэтычная мадэль павінна ўлічваць супраціўленне пашырэнню расколін і ўплыў трэння на паверхні валакнабетону.
Перавагі прымянення і інжынерныя кейсы
- Устойлівасць да карозіі і даўгавечнасць
Арматура з BFRP захоўвае больш за 90% сваёй трываласці счаплення ў асяроддзях эрозіі іонаў хларыду (напрыклад, марская тэхніка), што значна лепш, чым у сталёвых і шкловалакністых арматурных стрыжняў.
Прыклад: на мосце праз мора ў Ціндао замест сталёвай арматуры выкарыстоўваецца арматура з BFRP, і тэрмін службы моста павялічыўся да больш чым 100 гадоў.
- Лёгкая вага і сейсмічная ўстойлівасць
Шчыльнасць арматуры BFRP складае ўсяго 1/4 ад шчыльнасці сталі, што дазваляе выкарыстоўваць яе для ўзмацнення бетонных бэлек, каб знізіць вагу канструкцыі на 20-30%, і адначасова павялічыць сейсмічную энергаёмістасць шляхам абгортвання арматуры.
Існуючыя праблемы і кірунак аптымізацыі
- Умацаванне міжфазных сувязяў
Існуючая праблема: паверхня паміж валокнамі і цэментнай матрыцай схільная да адслойвання з-за канцэнтрацыі напружанняў, і для ўзмацнення хімічнай сувязі неабходна распрацаваць нанамадыфікаваныя міжфазныя агенты (напрыклад, легаваныя нана-SiO₂).
- Доўгатэрміновая прадукцыйнасць і стандартызацыя
Адсутнасць дадзеных аб доўгатэрміновай паўзучасці пры высокіх тэмпературах і высокай вільготнасці (напрыклад, больш за 10 гадоў) патрабуе паскораных выпрабаванняў на старэнне для праверкі; праектныя спецыфікацыі пакуль неаднастайныя ў розных краінах, і, хоць Кітай апублікаваў стандарт GB/T 38143-2019, рэкамендацыі па падрабязным праектаванні ўсё яшчэ патрабуюць удасканалення.
- Шматмаштабнае сумеснае праектаванне
У будучыні мы можам вывучыць гібрыдныя тэхналогіі БФРП арматура і сталёвае валакно/вугляроднае валакно для стварэння градыентных кампазітаў і балансавання трываласці і пластычнасці.
Напрамкі будучых даследаванняў
- Інтэлектуальны маніторынг і лічбавае мадэляванне
Убудаваныя валаконна-аптычныя датчыкі ў сухажыллях BFRP, маніторынг дэфармацыі паверхні злучэння і развіцця расколін у рэжыме рэальнага часу ў спалучэнні з мадэляваннем метадам канчатковых элементаў для аптымізацыі канструкцыі.
- Працэс падрыхтоўкі з нізкім утрыманнем вугляроду
Зніжэнне тэмпературы плаўлення і выцяжкі базальтавага валакна (у цяперашні час 1400-1500 ℃), распрацоўка нізкатэмпературнай смалы для зацвярдзення для зніжэння спажывання энергіі.
- Эфектыўнае выкарыстанне перапрацаваных матэрыялаў
Спалучайце перапрацаваны запаўняльнік і базальтавае валакно з будаўнічымі адходамі, каб прасоўваць сістэму «цалкам аднаўляльных» зялёных будаўнічых матэрыялаў і скараціць спажыванне рэсурсаў.
Кароткі змест
Даследаванне счаплення цэментных матэрыялаў, армаваных базальтавым валакном, і БФРП Тэхналогія сухажылляў паэтапна дасягнула вынікаў, але яе маштабнае прымяненне ўсё яшчэ патрабуе пераадолення вузкіх месцаў аптымізацыі міжфазнай паверхні, праверкі доўгатэрміновай трываласці і стандартызаванага праектавання. У будучыні, дзякуючы міждысцыплінарным перакрыжаваным інавацыям (напрыклад, разумным матэрыялам, нізкавугляродным працэсам), чакаецца, што яна дазволіць дасягнуць тэхналагічных прарываў у галіне марской інжынерыі і сейсмастойкага армавання, а таксама дапаможа распрацоўцы ўстойлівых будынкаў.
